¿Cuál es la escala más pequeña en la que los vasos sanguíneos, los nervios y otras estructuras son deterministas?

Pregunta súper simple, pero no puedo encontrar la respuesta en Internet (y estoy en un país extranjero, por lo que la biblioteca no está en inglés). Como dice el título, ¿cuál es la escala más pequeña en la que los vasos sanguíneos, nervios, linfáticos vasos, bronquios, estructuras renales, etc. son deterministas (igual para la mayor parte de la población)? Por ejemplo, me imagino que los capilares son bastante aleatorios, mientras que (¿la mayoría?) las personas tienen una aorta, entonces, ¿dónde se rompe el patrón? ¿Existe una escala en la que el cuerpo de un animal sea probablemente similar al de sus hermanos pero diferente al de un completo extraño? ¿O es solo una cuestión de distribución estadística (cuanto más pequeño, más desviación estándar obtienes)?

Interesante pregunta... pero no tengo una respuesta definitiva... Todas las estructuras de desarrollo surgen debido a algún tipo de gradiente de morfógeno... Cuanto más pequeño es, hay microgradientes y puede haber fluctuaciones estocásticas allí. No se trata de que los capilares sean pequeños. Su ramificación se debe al gradiente de VEGF en un área muy pequeña (supongo que VEGF, pero también puede haber otros morfógenos), lo cual no es determinista (o podemos decir que las condiciones iniciales son aleatorias) . Tal vez pueda modelarlo como si cada célula secretara algunas moléculas de n VEGF extraídas de alguna distribución.
Incluso las principales arterias y venas no tienen una estructura completamente determinista. También tienen una variabilidad menor dependiendo de las idiosincrasias en la estructura visceral. Pero sí, su dirección general está más o menos determinada.

Respuestas (3)

De hecho, una muy buena pregunta. Me temo que podría quedar sin una respuesta adecuada basada en la anatomía, pero mi intuición tendería a estar de acuerdo con "cuanto más pequeño te vuelves, más desviación encontrarás".

O más bien, esperaría que se aplicara aquí el mismo principio que en la conservación de patrones genéticos: cuanto más central es la estructura de un tejido para la supervivencia, es decir, cuanto más dependen de ella los sistemas río abajo, más probable es que crezca en patrones conservados.

Como un excelente ejemplo, los vasos sanguíneos más grandes, incluida la aorta y sus ramas de primer y segundo grado, son idénticos en el número de ramas, el tamaño relativo aproximado de las ramas y la ubicación aproximada de las ramas en probablemente todos los seres humanos vivos (dado que los bebés que nacen con malformaciones en esta escala probablemente no sobreviviría sin una cirugía drástica). De manera similar, los nervios y núcleos de mayor nivel son idénticos en todas las especies. Estos son sistemas centrales que brindan funcionalidad básica para la supervivencia.

Por otro lado, los dientes son bastante importantes, pero la falta de un diente o un diente adicional no daña terriblemente ya que ningún sistema posterior depende de ellos. De hecho, no es raro que a los humanos les falte un diente permanente y mantengan su diente primario (de leche) en ese lugar durante décadas; De manera similar, también se presentan los octavos dientes faltantes o los novenos dientes adicionales.

Solo una pequeña nota sobre "cuanto más pequeño sea, más desviación encontrará" . Pequeño es para el tamaño del sistema (número absoluto de entidades que interactúan y límites de difusión, etc.) y no para el tamaño de los objetos en consideración.
Estoy de acuerdo con su respuesta en general, pero siento que los humanos son más uniformes de lo que deben ser, solo por el bien de la supervivencia. Me pregunto por qué el color de los ojos es mucho más variable que el color de las uñas, aunque son igualmente triviales.
¿El color de las uñas es mucho menos relevante para la atracción sexual? Estoy seguro de que encontrará ejemplos igualmente útiles en otras especies animales para ilustrar el principio que menciono :)

La respuesta es... básicamente ninguno. La variabilidad es alta y también puede ocurrir en el rango macroscópico. Si desea una idea rápida y sucia de la fracción de la población que presenta una cierta variabilidad en los humanos, le sugiero un buen atlas o manual de anatomía. Un buen recurso sería Grey's Anatomy (el libro, no la telenovela ;-).

Aparte de eso, @Armatus, en mi opinión, tiene razón al suponer que la variabilidad es inversamente proporcional a la escala. Sin embargo, me gustaría señalar que incluso los vasos sanguíneos más grandes pueden derivar de la estructura clásica de muchas maneras, y ciertamente no son idénticos entre todos los seres humanos vivos.

Los libros de anatomía no responderán este tipo de consulta. La anatomía de Gray no ha incluido ninguna información nueva desde hace 50 años (eso es una exageración, pero aún así)
@WYSIWYG Ah sí... ? Bueno, díselo a todos los investigadores de anatomía de todo el mundo, porque estoy seguro de que lo apreciarán :-D Ok, no tengo el de Gray en casa, pero tengo el Atlas de Sobotta. Panel 86, tomo 2: distribución variable de las arterias coronarias; panel 116, tomo 2: variabilidad del arco aórtico. Sin embargo, admito que solo hay variaciones clínicamente importantes en esos libros...
Al mirar dibujos anatómicos, me he preguntado si los detalles finos (por ejemplo, pequeños vasos sanguíneos) son solo una muestra aleatoria de un individuo, o si solo dibujan características que son comunes a "la mayoría" de la población. No tenía idea hasta ahora que los atlas anatómicos incluyen datos de variabilidad.
@Misha Sí, lo hacen para las variabilidades que se encuentran comúnmente. El personal médico tiene que conocer algunos de ellos para tratar correctamente a los pacientes. Por cierto, es posible que encuentre más datos de variabilidad (en el rango macroscópico) en los atlas de técnicas quirúrgicas, ya que el conocimiento de la variabilidad anatómica es principalmente útil para los cirujanos.

La biología no es determinista. Rasgos como este tienen una expresividad variable.

Se dice que un fenotipo con 100% de expresión en una población con un alelo tiene penetrancia completa. No existe un gen que pueda especificar un patrón de vaso sanguíneo único que pueda tener una penetración completa. Expresividad variable significa que los mismos genes producen un espectro de formas del mismo fenotipo.

  1. Una descripción de la variabilidad fenotípica, la penetrancia y la expresividad.
Nada es determinista. Pero la aproximación determinista funciona bien bajo ciertas condiciones. El tamaño del sistema es definitivamente un factor. Con el tamaño en expansión, los sistemas estocásticos se acercan al límite termodinámico y las aproximaciones deterministas son válidas. Depende de lo que esté viendo. El modelado determinista es más fácil y menos intensivo desde el punto de vista computacional.
La lógica es determinista. No estoy seguro de lo que quiere decir con aproximadamente determinista. Sé que la lógica difusa permite que los valores booleanos sean aproximados. Pero no sé que la lógica difusa se define como determinista. Suena como una buena pregunta para alguien que estudia lógica.